Met haptische technologie kun je hologrammen aanraken

Een kleine gecko rent door een plas water in een schaal en schiet over de arm van de onderzoeker. Door de rimpels op het water en andere effecten ziet het beestje er levensecht uit. Maar ze zijn het niet. Het is een hologram van een gecko die met tastbare effecten de illusie wekt dat deze echt is.

Met haptische technologie kan een illusie van tastbaarheid worden gewekt. De technologie werkt met kleine apparaatjes, die actuatoren worden genoemd, waarmee met mechanische bewegingen kleine krachten op de huid kunnen worden uitgeoefend. Hierdoor voelt het alsof je wordt aangeraakt. In het geval van de gecko gaat het om een "visuo-tactile projector," die met 91 ultrasone golven druk uitoefent op de huid waardoor het lijkt alsof een gecko over je arm loopt.

Technici proberen met haptische technologie virtuele en holografische objecten tastbaarder te maken.

Hoewel wetenschappers al geruime tijd met haptische technologie bezig zijn, wordt het nog maar mondjesmaat in consumentenelektronica toegepast. Volgens Hiroyuki Shinoda, die de gecko ontwikkelde, is het lang niet mogelijk geweest om de technologie klein en betaalbaar genoeg te maken, maar daar komt nu verandering in. Hij legt uit dat er weliswaar wel al lang onderzoek naar de technologie wordt gedaan, maar dat het gebrek aan investeringen ervoor gezorgd heeft dat de ontwikkeling vrij langzaam ging.

Shinoda is professor aan de Universiteit van Tokyo en hij werkt al sinds 2008 aan haptische 3D-technologie. Naast de holografische gecko heeft hij ook voelbare, holografische regendruppels, zwevende touchscreens en holografische schakelaars gemaakt. Die laatste kan op termijn de fysieke schakelaar gaan vervangen.

Bij het maken van deze toepassingen maakte Shinoda gebruik van decennia aan kennis over het "verbeteren van de echtheid van hologrammen." Voor de voelbare regendruppels gebruikte de wetenschapper de contollers van een Nintendo Wii om handen digitaal te volgen en met ultrasone golven bootste hij het gevoel van aanraking na.

Via email vertelt Shinoda mij dat hij al in de jaren 90 ultrasone golven wilde gebruiken om gevoel te simuleren. Hij was toen bezig aan zijn scriptie. Toen al geloofde Shinoda dat haptische technologie vele toepassingen zou hebben in communicatie, entertainment en gezondheidszorg. De tastzin is namelijk één van de vijf zintuigen en is dus integraal onderdeel van iedere menselijke activiteit.

Maar toen Shinoda zijn voelbare 3D-hologrammen in 2008 naar buiten bracht, stond de technologie nog in zijn kinderschoenen. "Sommigen twijfelden aan de effectiviteit van deze technologie, ook al hadden we nog meerdere jaren om deze te verfijnen. En om iedereen te overtuigen van het nut van de technologie," vertelt hij. Maar tegenwoordig gaat het veld van haptische technologie snel vooruit, voegt hij toe.

De afgelopen maanden zijn enkele nieuwe toepassingen van de technologie naar gepresenteerd. Zo presenteerden studenten van Rice University vorige maand "The Hands Omni." Dit prototype van een VR-handschoen laat gebruikers de objecten van de gesimuleerde wereld "aanraken." En afgelopen december kwamen onderzoekers van de Universiteit van Bristol met voelbare, maar onzichtbare hologrammen gebaseerd op ultrasone golven.

De technologie is er niet alleen voor ons vermaak. Shinoda werkt nog aan holografische panelen die hij in ziekenhuizen hoopt te plaatsen. Fysieke knoppen worden de hele dag door veel mensen aangeraakt en ze zijn daarom een broedplaats voor bacteriën. Shinoda legt uit dat als die vervangen worden door zijn holografische knoppen, mensen nog steeds het gevoel hebben dat ze iets aanraken, zonder dat ze in aanraking komen met ziekteverwekkende bacteriën. "Het voordeel is dat ze vrij zijn van vuil en het risico op infecties. Een aanraakscherm dat in de lucht hangt kan zelfs verdwijnen als het niet meer nodig is," zegt hij.

Shinoda werkt ook aan wat hij een "elastisch" 3D-hologram noemt. Met deze technologie kunnen gebruikers hun vingers gebruiken om een vorm te veranderen. Hij wil dit eerst nog verder ontwikkelen. "We zijn deze technologie nog aan het verfijnen zodat het gebruikt kan worden als een interface voor 3D-ontwerpers." Zodra deze technologie is kunnen ontwerpers het gaan gebruiken voor het vormgeven, wijzigen en een voorbeeld te bekijken van 3D-objecten voordat het geproduceerd wordt.

Stel je voor dat je binnenkort de dingen die je door een VR-bril bekijkt, ook kan aanraken. Of dat je in het echte leven een holografische lichtknop gebruikt. Zouden de holografische simulaties daardoor niet veel realistischer worden? Misschien wel zo realistisch dat je helemaal vergeet dat het maar illusies zijn.